[发明专利]一种重金属复合污染土壤修复药剂及利用其的土壤修复方法

说明书

本发明提供一种重金属复合污染土壤修复药剂，所述修复药剂通过将质量百分含量为5～20％的铁粉和80～95％的水泥复配，配方和工艺简单，成本低且无二次污染；利用所述修复药剂进行土壤修复时，能够将同时含有镉、铜、镍、锌和铬(Ⅵ)的重金属复合型污染土壤稳定化，毒性渗出浓度达到GB3838Ⅳ类标准，满足修复要求。

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种重金属复合污染土壤修复药剂及利用其的土壤修复方法。

背景技术

随着工业化和城市化的迅猛发展，我国土壤重金属污染问题也日趋严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，可以直接或间接地影响地下水、空气、农作物和生物，甚至威胁人类健康。因此，土壤重金属修复也成为了重要的研究方向。

目前，重金属修复技术按照原理可为三大类：物理修复、化学修复和生物修复。

物理修复技术包括客土、换土和深耕翻土法，热脱附法、玻璃化法和电动修复技术；客土法是通过运来干净土壤覆盖住原来受污染土壤混合，使得土壤重金属污染浓度减低；换土法是将受污染土壤挖走，而换入无污染的土壤；深耕翻土法是翻动上下层土壤，将干净土壤和受污染土壤进行置换；热脱附法指通过微波、蒸汽、红外辐射等方式对污染土壤进行加热升温，使土壤中的污染物(如Hg、As、Se等)挥发并进行收集处理，从而减少土壤中易挥发的重金属，达到土壤修复效果的技术。玻璃化技术是将受重金属污染的土壤置于高温高压环境下，待其熔化冷却后形成坚硬的玻璃体物质将重金属包裹固定住，从而达到阻抗重金属迁移的技术。电动修复技术是指向污染土壤中插入电极，施加直流电压导致重金属离子在电场作用下进行电迁移、电渗流、电泳等过程，使其在电极附近富集进而进行集中处理或分离的技术。上述方法虽然效果明显但也具有成本高等缺点。

化学修复技术包括土壤淋洗法和固化/稳定法；土壤淋洗法是利用装置向重金属污染的土壤中注入淋洗剂，使其与重金属发生一系列的离子交换、沉淀、螯合、吸附等反应，最后把重金属从固相转移到液相中去除，再用清水清除残余淋洗剂的技术。

固化/稳定法是土壤稳定化修复，是向污染的土壤中加入特定的稳定剂来改变土壤的理化性质，或者直接通过稳定剂与重金属的作用，如沉淀、吸附、配位、有机络合和氧化还原作用等来改变重金属的赋存形态，从而降低重金属的浓度、迁移性及生物有效性，达到土壤修复目的的技术。该技术操作简单，治理费用、难度相对较低，且药剂较为常见，成本投入低，适用于大面积中、低浓度重金属污染土壤的修复，有着广阔的应用前景。

生物修复技术包括植物修复法、动物修复法和微生物修复法。植物修复法是利用植物对土壤中的重金属进行吸收和固定，从而达到净化土壤的目的。动物修复法包括通过被动扩散和摄食两种途径富集重金属，如土壤中的重金属可从土壤溶液中穿过蚯蚓体表进入体内。微生物修复法是微生物细胞中一般含有-NH₂，-SH，PO₄^-等基团，重金属离子可以通过离子交换、络合作用等与这些基团结合，从而达到吸附土壤中重金属的目的。

目前，化学修复技术的固化/稳定化法是土壤重金属修复研究较成熟和最有前景的方法。

CN110591714A公开了一种有机高硫稳定剂作为修复剂用于修复土壤中的高价重金属铬(Ⅵ)，该方法所用的修复药剂是将单质硫、助溶剂、碱金属硫化物、催化剂和溶剂混合反应形成，但该稳定剂为仅针对六价铬污染的土壤修复剂，无法应用至多种金属复合污染的土壤中。

CN110028974A公开了一种将沉淀材料、吸附材料、益生材料、营养材料和络合材料的复配作为重金属镉污染土壤的钝化剂；沉淀材料为氧化钙、碳酸钙、坡缕石粉、硅藻石粉、磷灰石粉的一种或多种，吸附材料为沸石粉、生物碳粉、大豆秸秆粉、骨壳粉、玉米棒粉的一种或多种，益生材料为氰胺化钙、钙镁磷粉、改性粉煤灰、干海藻酸、甲壳素中的一种或多种。该钝化剂不仅组成复杂，而且同样无法用于修复多种金属复合污染的土壤。